Impressão 3D - A solução para os nossos problemas?

As principais organizações acreditam que a impressão 3D poderá tornar-se um dos maiores avanços tecnológicos da história.

Que outro processo de fabrico pode ser visto a influenciar tantas outras indústrias tão fortemente como a impressão 3D?

O diabo está nos pormenores

A impressão 3D, também conhecida como fabrico aditivo, produz artigos camada a camada.

Os objectos físicos são produzidos por camadas finas e sucessivas de material que são adicionadas umas às outras até o produto final estar completo.

Com o apoio do desenho assistido por computador (CAD), a impressão 3D dá forma física aos objectos digitais através deste processo aditivo.

Este método distingue-se das técnicas tradicionais que são subtractivas, como a moldagem ou a fundição.

Uma nota de rodapé na história

Charles Hull deu início à linha do tempo da impressão 3D, há 36 anos, em 1986.

Patenteou a estereolitografia, um processo que utiliza um feixe de laser móvel controlado por computador para dar forma aos objectos.

Só em meados da década de 2000 é que esta tecnologia começou a diversificar-se e a florescer.

Nesta altura, a impressão 3D começou a especializar-se no fabrico de componentes únicos e de pequenas tiragens, graças aos baixos custos de ferramentas e de configuração.

Esta diversificação continua a ganhar velocidade até aos dias de hoje, com a flexibilidade do processo a permitir-lhe encontrar aplicações em quase todas as indústrias.

Aviões, comboios e automóveis - e impressão 3D?

As lâmpadas eléctricas, as máquinas a vapor, os automóveis e os aviões foram todos marcos revolucionários na história da humanidade.

Muitas pessoas do sector da indústria transformadora afirmam que os poderes da impressão 3D podem juntar-se a esse clube exclusivo.

Com o aparecimento de novas aplicações a cada dia que passa, o poder e o potencial do fabrico aditivo ainda não foram totalmente libertados.

A sua reputação é tão elevada devido à sua..:

1. Personalização - Este processo oferece uma caixa de pandora de oportunidades. Podem ser fabricados vários produtos ao mesmo tempo, sem custos adicionais.
2. Complexidade - A impressão 3D proporciona um processo de produção complexo, simplesmente não repetível pelo ser humano. Peças específicas em certas indústrias, como o sector aeroespacial, mostram repetidamente a complexidade que esta técnica oferece.
3. Eficiência - Pode reduzir ou mesmo eliminar os custos de produção de ferramentas e de mão de obra. Consequentemente, está a tornar-se uma técnica mais atractiva para os fabricantes, uma vez que permite poupar custos, tempo e mão de obra, eliminando simultaneamente os erros humanos.
4. Sustentabilidade - Numa altura de emergência climática, a impressão 3D é vista como uma tecnologia extremamente eficiente em termos energéticos. Produz muito menos resíduos e pode poupar no transporte de produtos acabados, o que, combinado com a sua eficiência, lhe confere uma pegada de carbono reduzida.

Uma abordagem variada

O fabrico aditivo tem uma flexibilidade e uma diversidade que nem o 21^st século nunca tinha visto antes.

Que outros processos de fabrico podem:

• Produzir pequenas peças complexas para estabilizar um avião
• Fazer material médico para os soldados feridos na Ucrânia
• Criar alimentos comestíveis "campeões do mundo
• Montar armas de fogo letais no seu próprio quarto

O potencial da impressão 3D é infinito.

A gama de materiais que podem ser utilizados neste processo está a aumentar.

A madeira, o tecido, o papel e a pedra têm atualmente uma utilização limitada, uma vez que não podem ser aplicados em camadas finas no estado fundido ou líquido.

Sem surpresa, os plásticos são os materiais mais comuns utilizados neste processo aditivo.

Os atributos dos plásticos tornam-nos ideais para a criação de produtos numa gama versátil de cores, tamanhos e formas.

Até 2027, espera-se que o valor do mercado de plásticos para impressão 3D atinja $1,9 mil milhões.

Mas a utilização de metais também está a florescer na esfera da impressão 3D.

O fabrico de bocais de combustível em cromo-cobalto através da impressão 3D está atualmente a arrancar na indústria da aviação. Esta pequena peça de motor mostra o fabrico aditivo em toda a sua glória: personalizável; complexo; eficiente e sustentável.

Estas tubeiras de combustível costumavam ser compostas por 20 peças individuais que eram soldadas umas às outras.

A impressão 3D produz uma peça sólida que pesa menos 25% e é cinco vezes mais resistente.

Tornaram-se um best-seller no sector da aviação, com os seus elevados níveis de eficiência que permitem poupar cerca de $3 milhões por aeronave.

Para refletir

Muitos especialistas da indústria de impressão de alimentos acreditam que, num futuro não muito distante, uma impressora 3D será um item básico em todas as cozinhas domésticas.

Por mais bizarro que pareça, os alimentos impressos funcionam segundo o mesmo processo de aditivos que os metais e os plásticos.

Como resultado, funciona melhor com materiais viscosos, pelo que os alimentos sólidos e inteiros não são atualmente compatíveis.

As pastas e os purés são os alimentos impressos em 3D mais comuns, no entanto, os planos para produzir carnes impressas não estão muito longe neste espaço em constante evolução.

Como cereja no topo do bolo, a impressão 3D foi responsável pela O melhor tiramisu do mundo na última edição da Taça do Mundo de Tiramisu.

Um aliado inesperado

A Ucrânia tem beneficiado do fabrico aditivo.

Numa época de desespero e derramamento de sangue, a impressão 3D revelou-se um aliado valioso e inesperado para os soldados ucranianos.

Cerca de 5.000 torniquetes reutilizáveis foram enviados para a linha da frente para repor as carências críticas.

Com a ajuda de ficheiros digitais, foram também produzidas ligaduras, talas e acessórios para AK-47 em grandes quantidades.

Considerando que o fabrico aditivo de armas era relativamente desconhecido antes da invasão russa, esta foi uma missão rápida mas bem sucedida.

Construir um caso

A impressão 3D é vista como o futuro da construção.

É também visto como a solução para muitos dos problemas relacionados com a construção moderna.

As casas impressas serão:

• Reduzir o impacto negativo do sector da construção no ambiente
• Aumentar a velocidade e a eficiência da construção
• Reduzir a cadeia de abastecimento e os erros humanos
• Reduzir o aumento extremo dos custos dos materiais
• Suprir a crescente procura de construção em todo o mundo
• Reduzir os resíduos de materiais durante a construção

Até 2030, o Dubai pretende que 25% dos seus edifícios sejam impressos em 3D.

O Malawi, logo seguido por Madagáscar, viu as primeiras escolas impressas do mundo.

A impressão 3D é vista como a solução para a escassez de escolas nos países em desenvolvimento, onde só Madagáscar necessita de cerca de 22 000 novas escolas.

Com grande procura

A impressão 3D está a tapar buracos em muitas outras indústrias:

• Médico
• Dentária
• Aeroespacial
• Automóvel
• Joalharia
• Arte/Design/Escultura
• Moda

O trabalho médico está a beneficiar enormemente dos avanços desta tecnologia.

No início deste mês, o mundo viu ser operada a primeira orelha transplantada por um médico. O processo de impressão da orelha demorou menos de 10 minutos.

Mais de 100 000 próteses da anca foram impressas em 3D na última década. Este processo dará acesso a mais operações desta natureza no futuro.

Nos últimos 17 anos, quase todos os aparelhos auditivos foram impressos em 3D.

A impressão aditiva está a desempenhar um papel importante no sector automóvel, especialmente no campo de alta octanagem da Fórmula 1.

Estas máquinas aerodinâmicas requerem centenas de peças específicas e complexas para que o carro passe a bandeira axadrezada.

Na F1, a impressão 3D tem:

• Aumento da produtividade
• Aumento da eficiência
• Redução de custos
• Maior liberdade de conceção

As peças de F1 fabricadas a partir do fabrico aditivo são mais leves do que era possível anteriormente, aumentando simultaneamente a eficiência do combustível.

Permitiram aumentar o desempenho dos automóveis e reduzir o desgaste destes delicados animais.

Na indústria da moda, o calçado é o produto mais comum fabricado desta forma.

Com a indústria da moda rápida a ser criticada pelas suas práticas não sustentáveis, a impressão 3D oferece uma solução.

Ao mesmo tempo que produz menos emissões durante o fabrico, também proporciona 35% menos desperdício de material.

Até 2028, prevê-se que os óculos impressos em 3D valham $3,4 mil milhões.

Uma arma fumegante

Uma das grandes desvantagens desta tomada de controlo das indústrias modernas é a potencial perda de postos de trabalho.

Um processo com esta rapidez e eficiência, sem a possibilidade de erro humano, poderia fazer com que muitas pessoas perdessem os seus empregos numa vasta gama de indústrias que optassem por utilizar esta técnica.

Onde se abrem oportunidades e novos empregos, podem fechar-se antigas oportunidades e empreendimentos.

Uma técnica com um potencial tão vasto terá sempre o potencial de ser abusada.

Em junho de 2022, um suspeito de 18 anos foi detido na Austrália Ocidental com uma arma totalmente funcional, semiautomática e impressa em 3D.

Fabricadas na sua própria casa, este tipo de armas de fogo não está licenciado nem regulamentado.

Com a facilidade com que foi produzido, a partir de uma impressora 3D de secretária normal e de materiais facilmente disponíveis, não é de surpreender que esta seja uma preocupação crescente.

Tão preocupante, de facto, que a Europol emitiu uma declaração no último mês mostrando a seriedade com que está a encarar a ameaça.

Muitas vezes referidas como "armas fantasma", as armas impressas em 3D são difíceis de rastrear, uma vez que as armas não regulamentadas não têm um número de série.

Apertar o cinto

O fabrico aditivo tem oferecido soluções incríveis que melhoram a vida, os produtos e os empregos em muitas indústrias e comunidades.

No entanto, a cooperação internacional e a melhoria da legislação serão necessárias para garantir que a impressão 3D continue a ser uma força do bem e não uma ferramenta para os infractores que procuram uma forma barata, não regulamentada e não rastreável de produzir artigos de contrabando, como armas de fogo caseiras.

O ruído que vem do interior do sector é intenso.

A impressão 3D está a crescer e cabe-nos a nós, e a quem nos governa, garantir que esta tecnologia fascinante continua no caminho certo.